讲课-微特电机知识点
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微特电机
➢ 2.4 交流伺服电机(AC Servo Motor)
➢ 结构特点和工作原理
交流伺服电机通常都是两相异步电机，在定子上有两个 空间相距90度的绕组，即控制绕组和励磁绕组。
f1
c1
c2
f2
工作原理：
▪ 与普通两相异步电机的相似之处：在二相对称绕组中通入 两对称电流，就会在气隙中产生圆形旋转磁场，转子导体 切割磁场所感应的电流与气隙磁磁场相互作用就产生电磁 转矩。当改变其中一相电流的大小或相位时，气隙磁场就 发生变化，电磁转矩随之变化，电机转速必然跟着改变， 从而实现对转速的控制。
➢ 输出电压的极性或相位能反映被测对象的转向；
➢ 温度变化对输出特性的影响小；
➢ 灵敏度高，即输出电压对转速的变化反应灵敏， 输出特性斜率要大；
➢ 转动惯量和摩擦转矩小，以保证反应迅速。
主要类型：
测速发电机
直流 交流
电磁式 永磁式
异步 同步
产生误差的原因和改进方法
电枢反应 对策： ➢ 选用较大气隙和较小线负荷； ➢ 转速不超过最大线性工作速度，负载电阻不小于
➢4.6 步进电动机控制与应用
一、步进电动机的控制
开环控制
闭环控制
第五章 自整角机
主要类型： 1. 按在系统中的作用分：
2. 按输出量不同分类：
发送机 接收机 力矩式 控制式
3. 按相数分：
单相
三相
第五章 自整角机
结构特点
a)转子凸极式
b)定子凸极式
c) 隐极式
第六章 旋转变压器
旋转变压器（Rotational transformer 或Resolver)，是一种 将转子转角变换成与之呈某一函数关系电信号的元件，是自 动控制系统中的精密控制微电机。 主要用途： ➢解算元件：坐标变换、三角运算 ➢传感元件：远距离测量、传输或再现一个角度，移相
微特电机介绍
微特电机分类
微特电机发展趋势
• 无刷化 • 微型化 • 机电一体化 • 永磁化： • 智能化 • 研制新原理、新结构电机
伺服电机及其调速
一、 概述：
伺服电机是进给伺服系统中一个重要的组成环节，
其性能决定了进给伺服系统的性能。
控制 电机
伺服电机 分类
直流伺服电机（DC Motor） 交流伺服电机（AC Motor）
均由带齿的硅钢片叠成。
步进电机是按电磁吸引的原理进 行工作的。
当定子绕组按顺序轮流通电时，A、B、C三对磁极就依次产生磁场，并每次对 转子的某一对齿产生电磁引力，将其吸引过来，而使转子一步步转动。每当转 子某一对齿的中心线与定子磁极中心线对齐时，磁阻最小，转矩为零。如果控 制线路不停地按一定方向切换定子绕组各相电流，转子便按一定方向不停地转 动。步进电机每次转过的角度称为步距角。
场B，则在半导体薄片的另外两侧会产生一个电动势，这一现象叫做霍尔 效应，所产生的电动势叫霍尔电动势。 • 该半导体薄片称为霍尔元件。
霍尔电动势可能是直流的，也可能是交流的。当磁场 和控制电流都是直流时，霍尔电动势为直流电动势； 若磁场和控制电流其中之一是交流的，霍尔电动势为 交流电动势。
永磁式高灵敏度直流测速发电机
• 结构特点
第三节 直流力矩电动机
• 结构特点 • 直流力矩电动机的工作原理与普通自流伺服电动
机相同，只是结构和外形尺寸比例有所不同。 • 为减小转动惯量，一般的直流伺服电动机做成细
长圆柱形。而直流力矩电动机，为了能在相同的 体积和电枢电压下产生比较大的转矩和低的转速， 一般做成扁平式结构，电枢长度与直径之比一般 为0.2左右，结构上采用永磁式结构，并选取较多 的极对数。 • 为了减小转矩和转速的被动，选用较多的槽数、 换向片数和串联导体数。
微特电机总复习
微特电机总复习第二章伺服电动机2-2若直流伺服电动机的励磁电压下降，对电动机的机械特性和调节特性会有哪些影响？答：励磁电压下降则电枢电压减小，又由于机械特性是线性的，所以将导致理想空载转速降低，电磁转矩减小；调节特性是指：电机负载转矩恒定时，电机转速值控制电压变化的关系，所以励磁电压下降将导致电机转速n下降。
2-3交流异步伺服电动机的两相绕组匝数不同时，若外施两相对称电压，电机气隙中能否得到圆形旋转磁场？如果得到圆形旋转磁场，两相绕组的外施电压要满足什么条件？不能；即控制电压和励磁电压大小相等相位差90°电角度2-4为什么两相伺服电动机的转子电阻要设计得相当大？若转子电阻过大，对电机的性能会产生那些不利影响？答：原因有1）为了增大调速范围（和起动转矩）2）为了使机械特性更接近线性；3）两相交流伺服电动机在控制信号消失后会产生自转现象，如果转子电阻足够大，则电动机转子在脉振磁场作用下的合成电磁转矩始终为制动转矩，可以消除自转现象，并且可以扩大其稳定运行范围。
不过若转子电阻过大，会降低启动转矩. 同时也会导致机械特性变硬，更多的能量将消耗在电阻上，电机发热大，且快速响应性能变差。
2-6若已知直流伺服电动机的转动惯量J，如何从机械特性上求出电机的机电时间常数？如何加快电机的动态响应？（5分）答：根据机械特性求得n0及Td即可求得m。
2-7一台直流伺服电动机其电磁转矩为0.2倍额定电磁转矩时，测得始动电压为4V，并当点数电压Ua=49V时，电机转速为1500r/min。
试求电机为额定电磁转矩，转速为3000日/min时，应加多大的电枢电压？2-8 一台型号为45SY006的直流伺服电动机，额定电压27V，转速9000r/min，功率28W，测得电枢的转动惯量J=6.228*10-6kg.m2。
电枢电压Ua=13V时测得n0=4406r/min，堵转转矩Tk0=0.1006N.m。
按标准规定电动机的机电时间常数应不大于30ms。
第四章微特电机
§动机。 旋转磁场变成了行波磁场，按U、V、W的相序沿 直线移动。
三相单三拍： •每次通电时，只有一相绕组通电； •三次切换绕组的通电状态为一个循环
二、三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。
小步距角的步进电动机
步距角越小，机加工的精度越高。为产生 小步距角，定、转子都做成多齿的，
§ 4.3.4 驱动电源的组成
图4.3.5 步进电动机的驱动电源
测速发电机
直流测速电动机 交流测速电动机
第4章 微特电机
§ 4.2.1 直流测速发电机 ——直流发电机 直流测速发电机输出直流电信号
图4.2.1直流测速发电机工作原理 图4.2.2 直流测速发电机的输出特性
第4章 微特电机
§ 4.2.2 交流测速发电机 ——交流伺服电动机
图4.2.3 交流测速发电机工作原理
§ 4.4 直流无刷电动机 § 4.4.1 基本组成环节
§ 4.4 基本组成环节
图4.4.2 直流无刷电动机基本结构图
§ 4.4.2 基本工作原理
由位置传感器 (光电器件)将转子 磁钢位置变换成电 信号，去控制电子 开关线路，从而使 定子各相绕组按一 定次序导通
图4.4.5 开关顺序及定子磁场旋转示意图
第4章 微特电机
§ 4.2.2 交流测速发电机
U2 ∝Фd n
输出交流电信号 f2= f1
转向改变时，输出电压的相位变化180°电角度。
第4章 微特电机
§ 4.3 步进电动机
用电脉冲进行控制，并将电脉冲信号转换成 相应的角位移或直线位移的执行器。
一、三相单三拍
一拍：电动机定子绕组每改变一次通电方式 步距角：电动机转子每一拍转过的空间角度
4.微特电机 模块课件
控制绕组 ●改变转向：
uc 反相，即改变两相绕 组中电流的相序→旋转磁场改 变方向→转子的转向改变。
＋ Uc －
c
＋ Uf －
SM
~
f
励磁绕组
电机与拖动
② 当 uc = 0 或 uc≠ 0，但 uc 和 uf 同相位时 电机处在单相状态→脉振磁通势 F0 ： 静止时：n = 0， Te+ = Te－，Te = 0，不能起动； 正在运行时：Te ≠0，转子继续旋转 ——单相自转！
1. 直流测速发电机 (1) 基本结构：与普通小型直流发电机相同。
励磁方式：电磁式（他励）和永磁式。
＋ If Uf TG E I ＋ TG E
I
＋
RL U －
RL U －
－
电磁式
永磁式
(2) 工作原理 空载时： U = E = CEΦ n 负载时： U = E － Ra I
电机与拖动
U U = CEΦ n－Ra RL CEΦ U= n U∝n Ra 1+ RL
＋ U0 －
● 结论：
×
① U0 ∝ n ； ② u0 与 uf 同频率、同相位。
·
Φd
·
·
Φq
电机与拖动
4.4 自整角机
● 功能：对角位移或角速度的偏差进行自动整步。 ● 同步联接系统：
无机械联接的两个系统同步转动。 ● 种类： ① 按作用的不同：力矩式、控制式； ② 按相数的不同：单相、三相。 ● 结构： 定子、转子。 单相：定子为三相绕组、转子为单相绕组； 三相：定子、转子均为三相绕组。
4
2
3 2 U2 U1 W1
1 V1
W1
U2 U1
V1
W1 U2
uc 反相，即改变两相绕 组中电流的相序→旋转磁场改 变方向→转子的转向改变。
＋ Uc －
c
＋ Uf －
SM
~
f
励磁绕组
电机与拖动
② 当 uc = 0 或 uc≠ 0，但 uc 和 uf 同相位时 电机处在单相状态→脉振磁通势 F0 ： 静止时：n = 0， Te+ = Te－，Te = 0，不能起动； 正在运行时：Te ≠0，转子继续旋转 ——单相自转！
1. 直流测速发电机 (1) 基本结构：与普通小型直流发电机相同。
励磁方式：电磁式（他励）和永磁式。
＋ If Uf TG E I ＋ TG E
I
＋
RL U －
RL U －
－
电磁式
永磁式
(2) 工作原理 空载时： U = E = CEΦ n 负载时： U = E － Ra I
电机与拖动
U U = CEΦ n－Ra RL CEΦ U= n U∝n Ra 1+ RL
＋ U0 －
● 结论：
×
① U0 ∝ n ； ② u0 与 uf 同频率、同相位。
·
Φd
·
·
Φq
电机与拖动
4.4 自整角机
● 功能：对角位移或角速度的偏差进行自动整步。 ● 同步联接系统：
无机械联接的两个系统同步转动。 ● 种类： ① 按作用的不同：力矩式、控制式； ② 按相数的不同：单相、三相。 ● 结构： 定子、转子。 单相：定子为三相绕组、转子为单相绕组； 三相：定子、转子均为三相绕组。
4
2
3 2 U2 U1 W1
1 V1
W1
U2 U1
V1
W1 U2
微特电机课后复习题
微特电机课后复习题微特电机（Witt Motor）是一种新型的电机，具有体积小、功率大、效率高等特点。
在课后复习中，我们需要对微特电机的相关知识进行复习，以便更好地理解和掌握这一技术。
本文将围绕微特电机的原理、结构、应用以及未来发展方向展开，共分为四个部分进行详细阐述。
第一部分：微特电机的原理微特电机采用的是同步电机工作原理，通过外部电压施加在电机上，使电机中的转子旋转。
与传统电机相比，微特电机的转矩更大，效率更高。
微特电机工作的关键是通过电流控制转子磁铁的电磁场与定子磁铁之间产生相互作用，从而实现转子的旋转。
在转子中，使用了稀土元素制造的永磁体，使得电机在工作时具有更强的磁力。
第二部分：微特电机的结构微特电机的结构相对简单，由转子、定子和外部电路组成。
转子是电机中的旋转部分，定子是固定部分。
转子采用稀土永磁体制造，使得电机具有更大的磁力。
定子是由线圈和磁铁组成，通过改变线圈中的电流来改变电机的转速。
外部电路起到控制电机的作用，通过调整输入电压和电流来控制电机的工作状态。
第三部分：微特电机的应用微特电机由于其体积小、功率大、效率高等特点，被广泛应用于各个领域。
在家电行业中，微特电机可以用于洗衣机、吸尘器等设备中；在汽车行业中，微特电机可以用于电动汽车的动力系统中；在工业自动化中，微特电机可以用于机器人和自动化设备等方面。
此外，微特电机还可以用于医疗设备、航空航天等诸多领域。
第四部分：微特电机的未来发展方向微特电机作为一种新兴技术，具有广阔的发展前景。
未来发展方向主要有以下几个方面。
首先，微特电机的功率和效率还有提升空间，可以通过改进材料和结构设计来提高电机的性能；其次，可以进一步减小电机的体积，以适应更多应用场景，如微型机器人等；此外，还可以进一步降低电机的成本，使得微特电机更加普及和应用广泛。
总结起来，微特电机具有同步电机的工作原理，简单的结构、广泛的应用领域和广阔的发展前景。
通过对微特电机的原理、结构、应用和未来发展方向进行复习，我们可以更好地理解和掌握这一技术。
微特电机第三章 测速发电机
实际情况是，输出特性会偏离直 线，如图中虚线所示。
Ua
RL RL1 RL2
n 0
RL1 > RL2
3.测速发电机
➢ 产生误差的原因和改进方法(要求了解) 电枢反应 对策： ➢ 选用较大气隙和较小线负荷； ➢ 转速不超过最大线性工作速度，负载电阻不小于
最小负载电阻； ➢ 补偿绕组；
3.测速发电机
定子上放置两个在空间相互垂直的单相绕组，一 个为励磁绕组，另一个为输出绕组。
3.测速发电机
3.测速发电机
3.测速发电机
3.测速发电机
3.测速发电机
3.测速发电机ຫໍສະໝຸດ 3.测速发电机或分别以1和2方向为直轴d和交轴q方向。则 d 的幅值恒定时，
q Ir Er n
U2 E2 q n
因此，当测速发电机励磁绕组加上电压 U1 ，电机以 转速n旋转时，测速发电机的输出绕组将产生输出 电压 U 2 ,其频率和励磁电源频率 f 相同，与转速n无 关。输出电压的大小与转速n成正比。
电容分量
由于励磁绕组和输出绕组之间会存在寄生的分布 电容,当励磁绕组加交流电压时，通过寄生的分布电 容也会在输出绕组中产生电压 。
3.测速发电机
剩余电压的基波分量也可分为交变分量和固定分量。交 变分量是由于转子形状不规则及材料各向异性等原因所引起， 其大小与转子位置有关，随转子位置成周期性变化。除此之 外，其他原因所引起的剩余电压与转子位置无关，即为剩余 电压的固定分量。
纹波的影响
直流测速发电机在和n固定时，输出电压也不是稳定的 直流电压，而总带有微弱的波动，成为纹波
对策：增加支路元件数，电枢采用斜槽结构，无槽
3.测速发电机
➢ 直流测速发电机的性能指标
1. 线性误差U%
Ua
RL RL1 RL2
n 0
RL1 > RL2
3.测速发电机
➢ 产生误差的原因和改进方法(要求了解) 电枢反应 对策： ➢ 选用较大气隙和较小线负荷； ➢ 转速不超过最大线性工作速度，负载电阻不小于
最小负载电阻； ➢ 补偿绕组；
3.测速发电机
定子上放置两个在空间相互垂直的单相绕组，一 个为励磁绕组，另一个为输出绕组。
3.测速发电机
3.测速发电机
3.测速发电机
3.测速发电机
3.测速发电机
3.测速发电机ຫໍສະໝຸດ 3.测速发电机或分别以1和2方向为直轴d和交轴q方向。则 d 的幅值恒定时，
q Ir Er n
U2 E2 q n
因此，当测速发电机励磁绕组加上电压 U1 ，电机以 转速n旋转时，测速发电机的输出绕组将产生输出 电压 U 2 ,其频率和励磁电源频率 f 相同，与转速n无 关。输出电压的大小与转速n成正比。
电容分量
由于励磁绕组和输出绕组之间会存在寄生的分布 电容,当励磁绕组加交流电压时，通过寄生的分布电 容也会在输出绕组中产生电压 。
3.测速发电机
剩余电压的基波分量也可分为交变分量和固定分量。交 变分量是由于转子形状不规则及材料各向异性等原因所引起， 其大小与转子位置有关，随转子位置成周期性变化。除此之 外，其他原因所引起的剩余电压与转子位置无关，即为剩余 电压的固定分量。
纹波的影响
直流测速发电机在和n固定时，输出电压也不是稳定的 直流电压，而总带有微弱的波动，成为纹波
对策：增加支路元件数，电枢采用斜槽结构，无槽
3.测速发电机
➢ 直流测速发电机的性能指标
1. 线性误差U%
讲课-微特电机知识点
1 简述特种电机的特点及发展趋势。
特点：工作原理、励磁方式、技术性能以及结构上有较大特点，且种类繁多、功能多样化，种类繁多，功能多样化，而且不断产生功能特性，性能优越的新颖电机。
发展趋势：机电一体化、智能化、大功率化、小型化、微型化、励磁材料永磁化、高功能化。
2 电机中常用的永磁材料有哪几类，各有何特点？①铝镍钴永磁材料：温度系数小，剩余磁场强度较高，但矫顽力很低；退磁曲线呈非线性；使用前要进行稳磁处理。
②铁氧体永磁材料：价格低廉，制造工艺简单，质量较轻；温度系数较大，剩磁密度不高，矫顽力较大；退磁曲线大部分接近直线；不能进行电加工。
③稀土永磁材料：高剩磁密度，高矫顽力，高磁能积；稀土钴永磁价格昂贵，温度系数小，退磁曲线基本上是一条直线；钕铁硼永磁价格较便宜，温度系数较大，容易腐蚀，在高温下使用时退磁曲线的下半部分要产生弯曲。
3.永磁直流电动机与电励磁直流电动机结构上有什么相似和不同之处？两者相比，永磁直流电动机有什么优点？相似之处：在电枢结构上基本相同。
不同之处：在定子侧永磁直流电动机为永磁体，而电励磁直流电动机为电励磁磁极。
优点：永磁电动机没有励磁绕组铜耗，因此相对而言效率更高；永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。
4.永磁材料的性能对永磁直流电动机磁极结构和永磁体尺寸有什么影响？永磁材料的性能对磁极的结构形式和尺寸有决定性影响。
由于永磁材料的性能差异很大，为达到某一要求，所选用不同材料的磁极的结构形式和尺寸不相同。
铁氧体在性能上具有Br小、Hc相对高的特点，所以常做成扁而粗的瓦片形或圆筒形的磁极结构；铝镍钴永磁具有Br高、Hc低的特点，一般做成细而长的弧形或端面式的磁极结构；稀土永磁的Br、Hc及（BH）max都很高，适宜做成磁极面积和磁化长度都很小的结构。
5.永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点？原因何在？有极靴磁极结构既可起聚磁作用，提高气隙磁通密度，还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形；负载时交轴电枢反应磁通路径经极靴闭合，对永磁磁极的影响较小。
《微特电机及其控制》(电机本体部分)课程重点内容
绪论1．微特电机的分类。
2．微特电机新的发展趋势。
第二章 伺服电动机与伺服系统1． 从结构上，直流伺服电动机的分类。
分为两大类，传统型直流伺服电动机，低惯量型直流伺服电动机。
传统型直流伺服电动机其结构与普通直流电动机基本相同，只是功率和容量小得多，它可以再分为电磁式和永磁式两种；低惯量型直流伺服电动机可分为空心杯电枢直流伺服电动机，盘式电枢直流伺服电动机，无槽电枢直流伺服电动机2．直流伺服电机的静态特性1．机械特性：给出机械特性n=f(T e)的方程，绘制机械特性的曲线。
机械特性：控制电压恒定时，电机转速随电磁转矩的变化关系n=f (Te)2．调节特性：给出调节特性n=f(U a)的方程，绘制调节特性的曲线，结合调节特性曲线，掌握失灵区的概念。
调节特性负载转矩恒定时，转速随控制电压变化n=f (Ua)3．直流伺服电机的动态特性1．机电时间常数的计算公式，影响因素及相应的减小机电时间常数的方法。
机电时间常数与转动惯量成正比；与电枢电阻Ra的大小成正比，为减小时间常数，应尽可能减小电枢电阻，当伺服电动机用于自动控制系统，并由放大器供给控制电压时，应计入放大器的内阻Ri，Ra+Ri；直流伺服电动机的机电时间常数一般<30ms，低惯量直流伺服电机的时间常数<10ms。
4．交流异步伺服电动机1．不同转子电阻对机械特性的影响，分析为什么异步伺服电动机的转子电阻较普通异步电动机大。
增大转子电阻的三个好处：1. 可以增大调速范围由电机学原理知，异步电机的稳定运行区仅在： 0<s<sm，而正常电机的sm=0.1~0.2, 所以调速范围甚小。
增大转子电阻，使sm增大，从而增大调速范围。
2.使机械特性更加线性如右图中，曲线3的线性度比曲线2要好。
sm1=0.2, sm2=1.1, sm3=1.8能消除自转现象T=T1+T2，在正向旋转时， 0<s<1， T>0。
所以，只要负载转矩不太大，转子仍能继续旋转，不会因控制信号的消失而停转，这种“自转”现象使伺服电动机失去控制，在自动控制系统中是不允许的。
微特电机
1.微特电机的分类：驱动用微特电机；控制用微特电机：伺服电动机、测速发电机、旋转变压器、自整角机、步进电动机；需要指出的是，有些电机既可作驱动用，也可作控制用，因此没有明显的分界；2.直流伺服电动机的控制方法：在电磁转矩不变的情况下，改变电枢电压U或励磁磁通φ，都可以控制电机的转速；两种方法为电枢控制、磁极控制；其中直流伺服电动机主要采用电枢控制方式；3.直流伺服电动机的机械特性：直流伺服电动机机械特性的斜率k与电枢电阻R成正比，电枢电阻R大，斜率k也大，机械特性就软；反之，电枢电阻R小，斜率k也小，机械特性就硬。
因此，其工作时，希望R的数值小。
4.直流伺服电动机的动态特性：指电枢电压发生突变时，电机转速从一种稳态转速变化到另一种稳态转速的过程，即n=f（t）或Ω=f（t）；机电时间常数的定义：当电机在空载情况下并加额定励磁电压，电枢绕组外施阶跃电压，转速从零上升到理想空载转速的63.2%所需的时间。
5.直流力矩电动机的结构特点：为了能在相同的体积和电枢电压下产生比较大的转矩和低的转速，一般做成扁平式结构，电枢长度与直径之比一般为0.2左右，结构上采用永磁式结构，并选取较多的极对数，同时为了减小转矩和转速的波动，选用较多的槽数、换向片数和串联导体数。
6.直流力矩电动机转矩大、转速低的原因：（证明）在转子体积、电枢电流、电流密度和气隙磁通密度相同的条件下，电枢直径增大一倍，电磁转矩也增大一倍，而理想空载转速减小一半。
因此，在其他条件相同的条件下，增大电动机的直径，减小去轴向长度，可以使其转矩大、转速低；7.交流异步伺服电动机的结构特点：分为定子和转子两大部分：定子铁心中安放着空间上互成90电角度的两相绕组，其中一相作为励磁绕组，运行时接至电压为U的交流电源上；另一相作为控制绕组，输入控制电压U，电压U与U 的频率相同；转子有三种结构方式：高电阻率导条的笼型转子、非磁性空心杯形转子和铁磁性空心转子；8.交流异步伺服电动机的“自转”现象：在电机作为电动机运行的转差率范围内，0<s<1,T1>T2,合成电磁转矩T=T1-T2>0，只要负载转矩小于最大电磁转矩T，电机转子将一直运转，并不会因为控制电压的消失而停转。
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1 简述特种电机的特点及发展趋势。
特点：工作原理、励磁方式、技术性能以及结构上有较大特点，且种类繁多、功能多样化，种类繁多，功能多样化，而且不断产生功能特性，性能优越的新颖电机。
发展趋势：机电一体化、智能化、大功率化、小型化、微型化、励磁材料永磁化、高功能化。
2 电机中常用的永磁材料有哪几类，各有何特点？①铝镍钴永磁材料：温度系数小，剩余磁场强度较高，但矫顽力很低；退磁曲线呈非线性；使用前要进行稳磁处理。
②铁氧体永磁材料：价格低廉，制造工艺简单，质量较轻；温度系数较大，剩磁密度不高，矫顽力较大；退磁曲线大部分接近直线；不能进行电加工。
③稀土永磁材料：高剩磁密度，高矫顽力，高磁能积；稀土钴永磁价格昂贵，温度系数小，退磁曲线基本上是一条直线；钕铁硼永磁价格较便宜，温度系数较大，容易腐蚀，在高温下使用时退磁曲线的下半部分要产生弯曲。
3.永磁直流电动机与电励磁直流电动机结构上有什么相似和不同之处？两者相比，永磁直流电动机有什么优点？相似之处：在电枢结构上基本相同。
不同之处：在定子侧永磁直流电动机为永磁体，而电励磁直流电动机为电励磁磁极。
优点：永磁电动机没有励磁绕组铜耗，因此相对而言效率更高；永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。
4.永磁材料的性能对永磁直流电动机磁极结构和永磁体尺寸有什么影响？永磁材料的性能对磁极的结构形式和尺寸有决定性影响。
由于永磁材料的性能差异很大，为达到某一要求，所选用不同材料的磁极的结构形式和尺寸不相同。
铁氧体在性能上具有Br小、Hc相对高的特点，所以常做成扁而粗的瓦片形或圆筒形的磁极结构；铝镍钴永磁具有Br高、Hc低的特点，一般做成细而长的弧形或端面式的磁极结构；稀土永磁的Br、Hc及（BH）max都很高，适宜做成磁极面积和磁化长度都很小的结构。
5.永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点？原因何在？有极靴磁极结构既可起聚磁作用，提高气隙磁通密度，还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形；负载时交轴电枢反应磁通路径经极靴闭合，对永磁磁极的影响较小。
缺点是漏磁系数大，负载时的气隙磁场的畸变较大。
原因：极靴的存在使得永磁体不能直接面向气隙，主磁通就变小，漏磁系数变大；主磁通需经极靴闭合，使得负载时气隙磁场产生较大的畸变。
6.同电励磁电动机相比，永磁直流电动机运行中有什么值得注意的特殊问题？为什么会存在这些问题？①运行特性的温度敏感性；永磁材料的磁性能受温度的影响，因此，永磁电机运行时要注意工作温度对运行特性的影响。
②永磁体励磁不可调；永磁体的磁性能是固有的物理特性，在安装到电机上之前就已经固定，在运行中不能调节永磁体的磁性能。
③交轴电枢磁动势和交轴电枢反应；电枢反应不仅影响气隙磁场的分布与大小，而且使永磁体的工作点相应改变，影响到永磁体的工作状态。
7.已知一台永磁直流电动机，其电枢电压U=110V，电枢电流Ia=0.4A，转速n=3600r/min，电枢电阻Ra=50Ω，忽略空载转矩和电刷电压，试求：(1) 该运行状态下的电磁转矩；(2) 如果电动机运行中，由于温度升高永磁体励磁磁通减少了20%，在电枢电压和负载转矩保持不变的情况下，电枢电流、转速和电磁转矩各变化多少；解：（1）E=Ua=110V Ω=2πn/60Tem=E*Ia/Ω=110*0.4/(2π*3600/60)=0.1167(N•m)（2）Tem=T2+T0 因为T2不变，T0不计所以Tem不变Tem =CT*￠*I ￠1*I1=￠2*I2 ￠1/￠2=I2/I1=5/4 I2=0.5AE不变，E=Ce*￠*n ￠1/￠2=n2/n1=5/4 n2=4500 r/min电枢电流增加0.1A、转速增加900r/min、电磁转矩不变。
8.永磁同步电动机与电励磁同步电动机结构上有什么相似和不同之处？两者相比，永磁同步电动机有什么优点？相似之处：在定子结构上基本相同。
不同之处：永磁同步电动机由永磁体提供磁通取代了电励磁绕组励磁。
优点：省去了集电环和电刷，简化了结构，提高了运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率因数。
9.转子磁极具有凸极性的永磁同步电动机与电励磁凸极同步电动机在矩角特性上有什么差别？为什么？转子磁极具有凸极性的永磁同步电动机的矩角特性曲线上转矩最大值所对应的功率角大于90o，而电励磁凸极同步电动机小于90o。
因为永磁同步电动机的直轴同步电抗Xd小于交轴同步电抗Xq，而电励磁同步电动机恰好相反，根据矩角公式θ=arccos[）（）（q d q02q d 22q 20X -X U 4X E -X -X U 8X E ]可以得：对永磁同步电动机有90o <θ<180o ；对电励磁同步电动机有0o <θ<90o 。
10.简述永磁无刷电动机构成和工作原理。
永磁无刷电动机由电动机本体、转子位置传感器和驱动电路三部分组成。
电动机本体是进行机电能量变换的器件，由定子和转子构成，转子轭上装有永磁体，用以提供主磁通；定子铁芯上装有多相绕组用来输入电能。
与转子同轴的位置传感器用来检测磁极位置。
驱动电路根据位置传感器的信号依次向绕组供电。
在a 相导通期间，若a 导体中流入页面的电流处在N 极下，则a' 导体中流出页面的电流处在S 极下，产生逆时针方向的转矩；转动后，换向成b 相导通，同理产生逆时针方向的转矩；如此a 、b 、c 三相循环导通，电机进入逆时针转向电动机运行状态。
根据上述原理，电机也可进入顺时针转向电动机运行状态。
11.位置传感器都有哪几种？简述它们的工作原理。
（霍尔位置传感器、旋转变压器、光电编码器、磁性编码器）12.永磁无刷直流电动机的驱动模式有哪几种？简述它们各有什么特性。
“三相Y 联结，3状态，一相单向导通120o”每次只有一相导通，电流总为正值。
每相导通120o 电角度。
“三相Y 联结，6状态，两相双向导通60o ”每次两相同时导通，电流可双向流通。
每次导通60o 电角度。
共性：当电压一定时，机械特性是一条直线；随着电压的下降，机械特性平行下移。
转矩-电流特性是一条斜率为正数、过原点的直线。
转矩-电压特性是一条斜率为正数、不过原点与U 正半轴相交的直线。
功率特性是一条过原点、开口朝下的抛物线。
13.如何改变永磁无刷电动机的旋转方向？在“三相Y 联结，3状态，一相单向导通120o ”驱动模式下，调换b 、c 两相的导通顺序可实现反向；在“三相Y 联结，6状态，两相双向导通60o ”驱动模式下，互换桥式电路上下桥臂的开通关断状态可实现反向。
14.无独立位置传感器永磁同步电动机有哪些位置预估方法？1、基于反电动势的位置估算器；2、检测定子电压、电流转子位置估算器；3、基于观测器的速度和位置估算器；4、由于几何形状和饱和的影响，基于电感变化的估算器；5、用于人工智能的估算器。
15.简述直流伺服电动机的基本工作原理。
基于电磁感应定律和电磁力定律，当电枢两端接通直流电源时，电枢绕组中有电枢电流产生磁场，电枢磁场与气隙磁场相互作用，产生电磁转矩，电动机带动负载旋转。
改变电动机的输入参数，其输出参数也随之变化。
16.两相交流伺服电动机转子电阻的选择原则是什么？转子电阻过大或过小对电动机性能将会产生怎样影响？原则：一使电动机具有宽广的调速范围，二要有效防止电动机的“自转”现象。
因此要采用较大的转子电阻。
转子电阻过小，电动机的调速范围较小，并且单相运行的感应电动机仍然产生正方向的电磁转矩，只要负载转矩小于电磁转矩，转子仍然继续运行，而不会因Ua为零而立即停止。
而转子电阻过大会导致损耗增加。
17.两相交流伺服电动机的控制方式有哪些？试就它们各自的特点作简要说明。
1、幅值控制：控制电压与励磁电压之间的相位差始终保持90度电角度不变。
当Ua为最大值时气隙磁场为圆形旋转磁场，电动机为最高转速；当Ua为零时电动机停转。
2、相位控制：控制电压的幅值保持不变。
当控制电压与励磁电压之间的相位差为90度时，电动机为最高转速；当相位差角为零时，电动机停转。
3、幅值—相位控制：调节控制电压Ua的幅值时，励磁绕组电压Uf的幅值极其与控制电压Ua之间的相位差角都随之变化，从而使电动机转速得到调节。
当Ua为零时，电动机停转。
18.简述反应式步进电动机的工作原理。
反应式步进电机利用磁通总是要沿着磁导最大的路径闭合的原理产生磁拉力形成磁阻性质的转矩而步进。
反应式步进电机定子齿上装有励磁绕组，定子齿数为相数的两倍，相对的齿上的绕组串联成一相；转子由软磁材料制成，其上均匀分布着与定子齿同宽的齿，无论转子转到什么位置，转子齿的轴线总是最多只有一条与定子齿的轴线重合。
以三相反应式步进电机为例，当采用三相单三拍通电方式，每拍只导通一相，根据“磁导最大原理”，转子总是会以最短的路径转动使转子齿轴线与定子齿轴线对齐；当采用三相双三拍通电方式，每拍同时导通两相，转子总是会以最短的路径转动到使转子转矩为零的位置。
若依次循环按A-B-C或者AB-BC-CA的方式通电，反应式步进电机会按照通电信号一步一步的朝一个转向步进，则每次步进的角度为30度，我们称其步距角为30度。
若改变绕组通断电的频率可以调节电机的转速，若改变绕组轮流通电的顺序可以改变电机的转向。
19.步进电动机的步距角由哪些因素决定？步进电动机的转速是由哪些因素决定的？步进电动机的步距角由相数、转子齿数以及通电方式决定。
步进电动机的转速由绕组通断电的频率决定。
20.何谓步进电动机的起动频率，它和运行频率大小一样吗？为什么？步进电动机的起动频率和运行频率大小不一样。
步进电动机在起动时，转子从静止状态开始加速，电动机的磁阻转矩除了克服负载转矩外，还要克服轴上的惯性转矩，因而起动时电动机的负担比连续运转时要大。
当起动时脉冲频率过高，转子的运动速度跟不上定子磁场的变化，步进电动机就可能要失步或震荡，电动机便无法起动。
因此，步进电动机的运行频率要比起动频率高。
21.怎样改变步进电动机的转向？改变绕组轮流通电的顺序可改变步进电机的转向。
步距角为 1.5/0.75°的反应式三相六极步进电动机的转子有多少个齿？若运行频率为2000Hz ，求电动机运行的转速是多少？ ｛ 步距角= 360/（Z*N ） ； 转速= 60f /（Z*N ） 其中Z 为转子齿数，N 为拍数 ｝提示：要分不同的通电方式讨论！22.为什么开关磁阻电动机都做成双凸极结构？因为开关磁阻电动机在结构上的构成原则是转子旋转时，磁路的磁导要有尽可能大的变化，因此需采用凸极定子和凸极转子的双凸极结构。
23.简述理想线性化开关磁阻电动机的工作原理。
绕组电感，电流与转子位置角的关系如何？工作原理：利用磁阻的不等，磁通总向磁阻小的路线集中，通电的定子以磁力吸引铁磁性的转子，使磁力产生切向分力，即产生对转子的转矩。